MADS-box基因GmAGL15在大豆种子发育过程中的表达

以同源序列法克隆了大豆MADS-box基因GmAGL15, 序列分析表明, 该基因编码的氨基酸与拟南芥AGL15蛋白的同源性为61%, 其中在MADS区的同源性为84.3%, K区的同源性为63.2%。半定量RT-PCR分析表明, GmAGL15在幼胚中高度表达, 而没有检测到在根、茎、叶和花中的表达。荧光定量RT-PCR分析发现, GmAGL15在大豆种子发育的不同时期均有不同程度的表达, 其中在开花后15 d的幼胚中表达量较高, 而在开花后30 d的幼胚中表达量最高。以上结果显示, 基因GmAGL15对于大豆种子发育的调控可能有重要作用。     

芒果FLC同源基因的克隆和表达分析

开花抑制基因FLC (FLOWERING LOCUS C)是春化作用中的关键基因,为探索MADS-box转录因子在芒果花器官发育中的作用,本研究利用RT-PCR克隆得到芒果MADS-box转录因子MiFLC的cDNA全长,序列分析显示该基因具有MADS_MEF2_like和K-box结构域,属于MADS-box基因家族,MiFLC基因编码区长576 bp,编码191个氨基酸,蛋白质相对分子质量22.08 kD,等电点为9.18。MiFLC的生物信息学分析表明该蛋白序列的二级结构主要由α螺旋、无规则转曲及延伸链构成,属于亲水性氨基酸。序列分析和系统进化树分析显示,MiFLC基因编码的蛋白与橙子、枳、龙眼、克莱门柚的蛋白序列同源性高,亲缘关系较近。组织特异性表达分析表明,MiFLC基因在芒果不同品种和每个品种的不同组织部位均有表达,在‘桂七’、‘金煌’、‘凯特’3个品种的表达量呈现出一致性,在营养器官中表达量最高,在花器官中表达量较低,表达量顺序依次是叶茎果花。     

金柑开花关键基因FcFT1的克隆及表达分析

本研究以融安金柑为试材,采用同源克隆技术获得成花素基因Fc FT1全长序列,并对该基因的生物信息学和遗传进化关系进行了分析。利用q RT-PCR技术,分析了Fc FT1在花发育期间不同花器官、不同组织,以及日周期中Fc FT1在花、茎、叶的表达情况。结果表明:Fc FT1基因完整开放阅读框为531 bp,编码177个氨基酸。Fc FT1编码的蛋白具有单一而非常保守的PEBP结构域;蛋白质结构比较不稳定,为亲水蛋白。系统进化树表明Fc FT1与甜橙、温州蜜柑和枳壳中的FT同源基因亲缘关系最近。q RT-PCR结果显示,在花发育期,花药中Fc FT1表达量最高;日周期变化中,Fc FT1在花、茎、叶中的平均表达量差距不显著,表达较稳定。本研究结果为进一步揭示FT基因在金柑开花调控中的功能奠定了基础。     

春兰AGAMOUS同源基因的克隆及表达分析

为深入探索春兰(Cymbidium goeringii)中C类MADS-box基因参与春兰花器官发育调控的分子机理,用同源克隆的方法从春兰花芽中分离出两个C类MADS-box基因CygoAG1与CygoAG2。在分析其序列结构的基础上,分别检测2者在春兰不同花器官中的表达差异。序列结构分析表明:CygoAG1序列全长为831bp,包含702 bp完整开放阅读框(open reading frame, ORF),编码233个氨基酸和1个终止密码子;CygoAG2基因cDNA序列全长996 bp,包含705 bp完整开放阅读框,编码234个氨基酸和1个终止密码子,2个基因编码的转录因子均包含保守的MADS、K-box结构域和AG基序。分子系统发生与进化树重建结果显示:春兰CygoAG1与CygoAG2与拟南芥MADS-box基因家族中AG (AGAMOUS)基因的同源性最高。实时荧光定量分析结果表明,春兰CygoAG1基因只在花粉团、合蕊柱和子房中表达,在其它花器官及营养器官叶片中不表达,其在子房中的表达量最高。CygoAG2基因在春兰的花器官如萼片、花瓣、唇瓣、花粉团、合蕊柱和子房中均有表达,但在营养器官叶片中不表达,其在合蕊柱(雌雄蕊合生结构)中的表达量最高。CygoAG1和CygoAG2基因在春兰花器官中的表达模式呈现一定的差异。     

草莓CO同源基因FaCO-2的克隆及表达分析

以草莓(Fragaria×ananassa Duch.)品种花姬为试材,通过PCR和RT-PCR方法克隆出草莓CO同源基因FaCO-2的CDS和DNA全长序列,在此基础上通过实时定量PCR的方法检测了其在草莓植株各组织和花器官中的表达。结果表明,该基因DNA序列长度为1 882 bp,含1个内含子,其CDS长度为1 146 bp,编码382个氨基酸,与其他物种的CO同源基因氨基酸序列有较高的同源性,生物信息学分析表明该蛋白分子量为42 021.69 D,等电点pI=5.49。实时定量RT-PCR结果表明,在不同的组织、花器官中,FaC0-2的表达量存在差异,在充分展开的较大叶片中的表达量最高;在4轮花器官中,只在萼片中表达,而其他花器官中不表达。     

马蓝色氨酸合成酶基因的克隆、序列及表达分析

通过对马蓝转录组数据分析,从马蓝叶片cDNA中克隆得到了色氨酸合成酶基因完整的编码序列(CDS),长度为807 bp,命名为BcTSA(GenBank登录号:MG857654),可编码269个氨基酸,并对其蛋白质理化性质、结构域、跨膜区、信号肽、磷酸化位点、糖基化位点、编码蛋白的二、三级结构、亚细胞定位进行了分析。蛋白序列多重比对结果显示与其他植物的TSA蛋白序列具有一定的同源性,并通过qRT-PCR法检测BcTSA基因在不同器官的表达与外源激素茉莉酸甲酯(MeJA)、脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)诱导表达情况。推测其编码的蛋白为亲水蛋白,相对分子质量为28.9 kD,理论等电点(pI)为5.65,无跨膜区;亚细胞定位分析结果显示,BcTSA定位在叶绿体中的可能性大,没有信号肽;有18个磷酸化位点,存在6个潜在的糖基化位点,二级结构主要由α-螺旋构成;BcTSA氨基酸序列与其它15种物种氨基酸序列的保守区域达到81.35%的相似性;BcTSA基因在马蓝不同组织中均有表达,在叶中的表达量最高,根中最低;另外,发现BcTSA基因响应外源诱导子对代谢的调控。BcTSA基因的克隆与序列分析,有助于研究BcTSA基因的功能,对提高马蓝有效成分的含量具有重要意义。     

MADS-box基因GmAGL15在大豆种子发育过程中的表达

以同源序列法克隆了大豆MADS-box基因GmAGL15, 序列分析表明, 该基因编码的氨基酸与拟南芥AGL15蛋白的同源性为61%, 其中在MADS区的同源性为84.3%, K区的同源性为63.2%。半定量RT-PCR分析表明, GmAGL15在幼胚中高度表达, 而没有检测到在根、茎、叶和花中的表达。荧光定量RT-PCR分析发现, GmAGL15在大豆种子发育的不同时期均有不同程度的表达, 其中在开花后15 d的幼胚中表达量较高, 而在开花后30 d的幼胚中表达量最高。以上结果显示, 基因GmAGL15对于大豆种子发育的调控可能有重要作用。     

大豆细胞质雄性不育系MADS-box基因的分离分析

采用cDNA-AFLP差异显示技术对大豆细胞质雄性不育系NJCMS2A与其保持系NJCMS2B间基因差异表达进行研究,结果从NJCMS2A花蕾中分离到一个差异表达片段,对该差异片段进行克隆、测序和序列比对分析,Blast检索结果显示它与大豆基因组中Gm13上g29510.1 cDNA片段的同源性达98.7%,与大豆中一个MADS-box基因的同源性达98%,氨基酸序列比对结果表明它与大豆中一个MADS-box蛋白有96%的同源性,与豌豆中MADS-box M7蛋白有83%的同源性,与苦瓜中MADS-box2蛋白有88%的同源性,与海岛棉典型的MADS-box基因编码的AGAMOUS蛋白保守区有83%的同源性,进一步对其氨基酸序列进行结构和功能预测显示该差异片段具有MADS-box转录因子的典型结构域K-box,证明其编码蛋白为一MADS-box转录因子,半定量RT-PCR分析结果显示其在NJCMS2A花蕾中表达量很高,而在NJCMS2B花蕾中表达量很低,推测该差异片段可能与大豆细胞质雄性不育有关。     

茄子开花相关基因SmFT的克隆和表达分析

在光周期途径中,FT基因是决定植物开花时间的重要基因。本研究利用同源克隆的方法从"YZ-14"紫茄品种中分离克隆得到了FT基因,命名为Sm FT。序列分析表明,Sm FT基因的c DNA全长691 bp,开放阅读框为528 bp,编码176个氨基酸,与同科作物马铃薯中FT基因序列的相似性高达92%,与番茄中FT基因序列的相似性也能达到91%。成熟蛋白等电点为5.20,分子量为43.79 k D,荧光定量检测结果表明,Sm FT基因在紫茄的根、茎、叶、花瓣、果皮和果肉中均有表达,但表达水平具有组织特异性,其中,Sm FT基因在茎、叶和花中表达量较高,这可能与FT发挥作用的位置有关。本研究可为深入研究茄子的光周期反应机制提供了理论基础。     

三个陆地棉水孔蛋白基因的克隆与表达分析

从陆地棉SSH-cDNA文库的测序结果中得到一条具有完整ORF的陆地棉水孔蛋白基因序列,将其命名为GhAQP2。以该基因编码的氨基酸序列为探针,在棉花EST数据库经同源搜索得到2个相似性较高的EST,利用RACE技术获得其全长cDNA序列,将其基因命名为GhAQP3和GhAQP4。基因结构分析发现GhAQP2和GhAQP3各有4个外显子,3个内含子;GhAQP4有3个外显子,2个内含子。生物信息分析表明3个基因编码蛋白均含有6个跨膜区,2个NPA结构域,其氨基酸序列具备MIP超家族典型的蛋白保守区序列特征。多序列比对发现3个基因的氨基酸序列与其他物种PIP2类水孔蛋白氨基酸序列具有很高的同源性。qRT-PCR分析表明,GhAQP2在纤维伸长后期优势表达,GhAQP3在下胚轴和子叶中高表达,GhAQP4在纤维伸长前期优势表达,推测3个基因在不同的组织中发挥作用。GhAQP2在20DPA优势表达,为研究该基因在纤维伸长向次生壁加厚期转化过程中的表达调控提供了重要信息。     

辣椒雄性不育系和保持系CaMADS6基因克隆及表达分析

为探究CaMADS6表达量与辣椒花器官发育之间的关系，以辣椒不育系9704A和保持系9704B为试验材料，克隆CaMADS6进行生物信息学预测，并分析该基因在两系中的时空表达特性。结果表明，从9704A和9704B中克隆得到的CaMADS6编码区序列一致，序列长744 bp,编码247个氨基酸残基。CaMADS6蛋白相对分子量为28.67 ku,理论等电点为8.98,为亲水性蛋白，无跨膜结构，二级结构中α螺旋占57.49%、延伸链占8.91%、无规则卷曲占28.74%。CaMADS6与辣椒CaFUL2同源性100%,蛋白结构域具有典型的MADS-box特征；CaMADS6在两系各发育时期不同器官中均有表达，表达量大小均为花蕾中最高、其次为叶和茎，根中几乎不表达。9704A茎中CaMADS6表达量在苗期、花蕾期和成株期3个发育时期中均显著低于9704B茎中的表达量，叶中CaMADS6表达量在成株期极显著低于9704B叶中表达量。花蕾中CaMADS6表达量在花蕾期和成株期均极显著高于9704B花蕾中表达量，分别为9704B的2.2,3.5倍；CaMADS6在两系植株花器官不同部位均能表达，...     

苹果MdSWEET1基因生物信息学和表达分析

糖转运蛋白SWEET作为一种新发现的蛋白在动植物中广泛存在,其对植物花蜜的生产和种子、花粉的发育有重要作用。本研究通过对本课题组获得的新基因MdSWEET1利用生物信息学软件进行分析,并利用实时荧光定量PCR对经低温预处理不同时间段后的苹果花药中该基因的表达量进行分析。生物信息学分析结果表明:MdSWEET1的cDNA中包含342 bp的开放阅读框(ORF),编码113个氨基酸,相对分子质量12.985 kD,等电点8.93,该基因编码蛋白的二级结构主要由无规则卷曲和α-螺旋构成,中间夹杂分布β-折叠;具有三个跨膜结构域,N端位于膜外;序列分析表明MdSWEET1与其他物种中发现的该蛋白氨基酸序列同源性很低。实时荧光定量分析表明,经低温预处理的苹果花药中MdSWEET1基因表达量随着冷处理时间的增加呈下调趋势,由此预测低温预处理阻碍了MdSWEET1基因的表达而影响其功能。该研究为进一步了解MdSWEET1对苹果花粉育性的影响提供理论依据。     

橄榄类黄酮3'-羟化酶CaF3'H基因的克隆及其表达特性分析

以‘清榄一号’橄榄(Canarium album)果肉为材料,通过RACE技术克隆得到橄榄类黄酮3'-羟化酶(F3'H)cDNA序列全长,命名为CaF3'H(GenBank登录号KY189088.1)。CaF3'H全长为1 649 bp,包含一个1 554 bp开放阅读框(ORF),编码517个氨基酸,5'和3'非编码区(UTR)长度分别为40 bp和55 bp,编码的氨基酸序列含有P450结构域和半胱氨酸亚铁血红素结合域保守区。氨基酸多重比较分析表明:橄榄和芒果的氨基酸序列相似性为78.89%,较之于其他物种相对最高。蛋白结构预测结果显示,CaF3'H蛋白呈弱亲水性,存在跨膜结构域,没有信号肽。实时荧光定量PCR分析显示,CaF3'H在‘清榄一号’和‘檀香’2个橄榄栽培品种的表达量在花后50 d达到最大值,此后其表达量随果实的成熟呈现出波动,总体表达量比花后50 d都低,这与橄榄生长发育时期多酚含量的变化趋势相符,推测CaF3'H基因在调控果实多酚含量过程中发挥着重要作用。     

海岛棉GbDET2基因的克隆及表达分析

类固醇5α-还原酶(DET2),被认为是油菜素类固醇物质(BRs)生物合成的限速酶。为了明确BRs在棉花纤维发育中的作用,本研究利用RT-PCR方法从纤维组织中获得基因开放阅读框(ORF)全长,经测序验证、Blast比对与同源性分析发现该序列编码的蛋白质与其他植物的DET2蛋白具有较高的相似性,故命名为Gb DET2基因。生物信息学分析结果表明,Gb DET2基因ORF长777 bp,可编码1个包含258个氨基酸的蛋白。氨基酸多序列比对发现Gb DET2序列保守性较高,具有的DET2的典型特征。通过物种间系统发育树可以看出Gb DET2与Gh DET2进化关系最接近,二者属于同一进化分支。实时荧光定量PCR分析表明,Gb DET2基因在纤维发育的不同时期中均有表达,在开花后5 d的胚珠、10 d的纤维中其表达量最高。研究结果显示Gb DET2基因在棉花纤维的起始和快速伸长过程中发挥着重要的作用。     

新疆哈密瓜AT2基因的克隆及初步功能验证

本研究利用RT-PCR技术从抗霜霉病哈密瓜(Cucumis melo L.)品种MR-1中克隆到AT2基因,其整编码区为1 229 bp,编码401个氨基酸,同源比对结果为99%,将其编码的丝氨酸乙醛酸转氨酶蛋白序列与多种物种进行系统进化树分析,结果显示,甜瓜与黄瓜SGT蛋白同源性较高,遗传距离最近,推测在同属中该蛋白进化相对保守。在线分析表明SGT蛋白不含信号肽及跨膜区,即该蛋白为非跨膜蛋白。RT-PCR分析表明AT2基因随着植株生长时期不同表达量不同,开花期表达量最高,幼苗期至开花期表达量呈上升趋势;且不同组织中,叶片表达量显著高于茎、根。构建了p CAMBIA2300-AT2植物表达载体,运用农杆菌介导法转化烟草,抗性筛选获得7株阳性转基因烟草;经q RT-PCR检测,AT2基因在不同株系转基因烟草T0代中表达量均高于野生型。通过对转基因烟草进行抗病性鉴定,转基因烟草对靶斑病、赤星病的抗性高于野生型烟草。本研究表明,过表达AT2基因能够提高烟草对部分真菌性病害的抗性。     

春兰AGL6基因的克隆及实时定量表达分析

本研究采用RT-PCR结合RACE技术从春兰(Cymbidium goeringii)中分离到一个AGL6基因。序列分析表明,该基因含有一个729bp长的开放阅读框(ORF),共编码242个氨基酸。系统进化树分析显示,该基因属于MADS-box基因家族AP1/AGL9组的AGL6同源基因,其编码的蛋白与其它植物AGL6类蛋白具有较高的同源性,命名为CgAGL6(基因登录号为HM208533)。实时荧光定量表达分析表明,CgAGL6基因春兰不同组织中均有表达,其中在唇瓣、花芽和子房中的表达量较高,在花瓣和萼片中的表达量次之,在根、叶和蕊柱中的表达量最低,显示了CgAGL6基因可能在春兰成花转变和花器官的形成过程中起着重要作用。     

羊踯躅psy基因的克隆及表达分析

[目的]为了研究羊踯躅psy基因的功能及其在花瓣着色中的分子机理,[方法]以羊踯躅花瓣的cDNA为模板,采用RT-PCR和RACE方法克隆得到1 638 bp的psy基因全长cDNA序列,命名为RmPSY (GenKank登录号为KX230461)。[结果]序列分析表明,RmPSY开放阅读框为1 296bp,编码432个氨基酸。羊踯躅PSY为亲水性的不稳定蛋白,无信号肽,属于非分泌蛋白;预测的蛋白质分子量48.91 kD,等电点为8.78。RmPSY与GenBank中收录的其它植物PSY蛋白氨基酸的相似性达到81%。构建系统进化树,结果显示羊踯躅PSY与葡萄PSY蛋白的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR结果显示,该基因在羊踯躅花发育的不同阶段均有表达,在花蕾期表达量较低,在初开期表达量最高,盛开期表达量有所下降。[结论]试验结果为进一步揭示RmPSY基因参与调控羊踯躅花色形成的分子机制奠定基础。     

辣椒CaBRI1基因克隆与功能分析

为了解辣椒CaBRI1基因结构特征及功能,本研究以辣椒自交系6421为实验材料,克隆CaBRI1基因,对其进行生物信息学分析、亚细胞定位、表达模式分析,并采用病毒沉默(VIGS)初步验证该基因在辣椒中的功能。结果表明,CaBRI1编码区序列长3 642 bp,编码1 213个氨基酸;CaBRI1蛋白包含6个亮氨酸重复与1个磷酸激酶结构域,具有2个跨膜区域,N端跨膜螺旋可能为信号肽。洋葱表皮细胞GFP瞬时表达结果显示CaBRI1定位于细胞膜。RT-qPCR分析表明,6421同一发育时期不同组织中CaBRI1表达量存在显著差异,且都为茎尖中表达量最高。VIGS沉默6421中CaBRI1后,沉默植株发育迟缓、株高变矮,CaBRI1表达量显著下降。本研究结果可为进一步阐明CaBRI1在辣椒中的生物学功能提供参考。     

牛BMP-15基因cDNA的克隆和序列分析

BMP-15基因主要在哺乳动物卵巢中表达,对卵泡的发育和分化起重要作用,克隆了牛BMP-15成熟肽编码区的cDNA序列并进行序列分析,旨在为BMP-15在牛繁殖性能方面的进一步研究奠定理论基础。根据其他物种BMP-15基因的保守序列设计特异性引物,扩增牛的cDNA序列。从牛卵巢中提取总RNA,采用RT-PCR技术扩增出牛BMP-15cDNA序列。将此片段克隆到PMD18-T载体中,经菌落PCR鉴定和DNA序列测定分析验证,证实所克隆序列BMP-15为骨形态发生蛋白,符合骨形态发生蛋白基因的特征。序列分析表明,该cDNA包含有1 185 bp组成的开放读码框(ORF),该ORF编码394个氨基酸,与绵羊、猪、人、小鼠等动物氨基酸序列比对发现同源性分别为98.5%,87.6%,74.0%,69.4%。     

牦牛DDIT3基因克隆及组织表达特性分析

旨在探究DNA损伤诱导转录本3(DDIT3)基因序列特征及其在母牦牛组织表达特性。以母牦牛为研究对象,利用RT-PCR技术克隆牦牛DDIT3基因,利用生物信息学软件分析DDIT3蛋白的结构和功能,并利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测DDIT3基因在牦牛不同组织及不同生理阶段的生殖器官和卵母细胞中的表达特征。结果显示:牦牛DDIT3基因CDS区全长507 bp,共编码168个氨基酸;核苷酸序列比对发现,牦牛与野牛同源性最高,为99.71%,与其他物种的同源性均在88%以上,说明DDIT3基因在进化过程中表现出高度保守性;牦牛DDIT3基因在卵巢中的表达量极显著高于心脏、肝脏、肾脏、脾脏、肺、子宫和输卵管(P0.01);在卵巢中,妊娠期DDIT3基因的表达水平显著高于卵泡期、黄体期和胎儿期(P0.05),黄体期的表达量显著高于胎牛期(P0.05);在子宫中,妊娠期DDIT3基因的表达水平显著高于卵泡期和胎牛期(P0.05);DDIT3在各时期输卵管中表达水平差异不显著;MⅡ期卵母细胞中DDIT3基因的表达水平显著高于GV期和MⅠ期(P0.05),MⅡ颗粒细胞DDIT3基因的表达量也显著高于GV期和MⅠ期(P0.05),GV期、MⅠ期的卵母细胞和颗粒细胞DDIT3表达量差异不显著。综上,牦牛DDIT3基因可能在维持母牦牛卵巢机能与妊娠以及卵泡发育与成熟过程中发挥重要的调控作用。